Giải bài tập SGK: Bài 21: Tín hiệu số và các cổng logic cơ bản – Công Nghệ 12

Mục lục [Ẩn]

Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó

Câu hỏi mở đầu trang 112

Đề bài: Quan sát Hình 21.1 và lập bảng các trạng thái đèn $Đ_1$ và $Đ_2$ (sáng/tối) khi các khoá $K_1$ và $K_2$ đóng/mở.

Lời giải:

Quan sát Hình 21.1:

  • Mạch a: hai khoá $K_1$ và $K_2$ mắc song song → điều khiển đèn $Đ_1$.
  • Mạch b: hai khoá $K_1$ và $K_2$ mắc nối tiếp → điều khiển đèn $Đ_2$.

a) Bảng trạng thái đèn $Đ_1$ (mạch song song):

Đèn $Đ_1$ sáng khi có ít nhất một khoá đóng (dòng điện đi qua).

$K_1$ $K_2$ $Đ_1$
Mở Mở Tối
Mở Đóng Sáng
Đóng Mở Sáng
Đóng Đóng Sáng

b) Bảng trạng thái đèn $Đ_2$ (mạch nối tiếp):

Đèn $Đ_2$ sáng khi cả hai khoá đều đóng (dòng điện mới đi qua được).

$K_1$ $K_2$ $Đ_2$
Mở Mở Tối
Mở Đóng Tối
Đóng Mở Tối
Đóng Đóng Sáng

II. Khái niệm cổng logic

Câu hỏi Khám phá trang 113

Đề bài: Trong Hình 21.1, nếu quy ước trạng thái của các khoá K khi đóng là 1 và khi ngắt là 0; trạng thái của bóng đèn khi sáng là 1 và khi tắt là 0. Hãy hoàn thiện trạng thái của bóng đèn $Đ_1$ và $Đ_2$ tuỳ theo trạng thái của các khoá K trong hai bảng sau.

Lời giải:

Áp dụng kết quả từ câu Mở đầu, quy đổi đóng = 1, mở = 0sáng = 1, tối = 0:

Bảng 21.1: $K_1$ và $K_2$ mắc song song

$K_1$ $K_2$ $Đ_1$
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

→ Bảng này giống bảng chân lí của cổng OR.

Bảng 21.2: $K_1$ và $K_2$ mắc nối tiếp

$K_1$ $K_2$ $Đ_2$
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

→ Bảng này giống bảng chân lí của cổng AND.

III. Một số cổng logic cơ bản

Luyện tập trang 114

Đề bài: Vẽ sơ đồ logic của hàm $y = (x_1 + x_2) + x_3$ sử dụng kí hiệu logic trong Hình 21.6.

Lời giải:

Phân tích hàm $y = (x_1 + x_2) + x_3$:

  • Trong ngoặc là phép cộng logic giữa $x_1$ và $x_2$ → cần 1 cổng OR.
  • Kết quả trong ngoặc lại cộng logic với $x_3$ → cần thêm 1 cổng OR nữa.

Cách vẽ:

  • Cổng OR thứ nhất: hai đầu vào là $x_1$ và $x_2$, đầu ra là $(x_1 + x_2)$.
  • Cổng OR thứ hai: đầu vào thứ nhất là $(x_1 + x_2)$ (nối từ đầu ra cổng OR thứ nhất), đầu vào thứ hai là $x_3$, đầu ra là $y$.

Luyện tập

Luyện tập câu 1 trang 117

Đề bài: Quan sát Hình 21.18, viết hàm logic và bảng chân lí của hàm $Y$ theo $x_1$ và $x_2$.

Lời giải:

Bước 1: Phân tích sơ đồ Hình 21.18 từ trái sang phải.

  • $x_1$ được rẽ hai nhánh: một nhánh đưa thẳng vào cổng AND thứ nhất (phía trên), một nhánh qua cổng NOT tạo ra $\overline{x_1}$ đưa vào cổng AND thứ hai (phía dưới).
  • $x_2$ cũng được rẽ hai nhánh: một nhánh qua cổng NOT tạo ra $\overline{x_2}$ đưa vào cổng AND thứ nhất (phía trên), một nhánh đưa thẳng vào cổng AND thứ hai (phía dưới).
  • Đầu ra hai cổng AND đưa vào cổng OR, cho đầu ra $Y$.

Bước 2: Viết hàm logic.

  • Đầu ra cổng AND thứ nhất: $x_1 \cdot \overline{x_2}$
  • Đầu ra cổng AND thứ hai: $\overline{x_1} \cdot x_2$
  • Đầu ra cổng OR:

$$Y = x_1 \cdot \overline{x_2} + \overline{x_1} \cdot x_2$$

Bước 3: Lập bảng chân lí.

Xét lần lượt 4 trường hợp:

$x_1$ $x_2$ $\overline{x_1}$ $\overline{x_2}$ $x_1 \cdot \overline{x_2}$ $\overline{x_1} \cdot x_2$ $Y$
0 0 1 1 0 0 0
0 1 1 0 0 1 1
1 0 0 1 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0

Bảng chân lí rút gọn:

$x_1$ $x_2$ $Y$
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Luyện tập câu 2 trang 117

Đề bài: Cho hàm logic $y = \overline{A} + BC$, hãy vẽ sơ đồ của hàm logic này sử dụng các cổng logic cơ bản đã học ở trên.

Lời giải:

Bước 1: Phân tích hàm $y = \overline{A} + BC$.

  • $\overline{A}$: là $A$ đã đảo → cần 1 cổng NOT cho $A$.
  • $BC$: là $B$ nhân logic $C$ → cần 1 cổng AND cho $B$ và $C$.
  • $\overline{A} + BC$: cộng logic $\overline{A}$ với $BC$ → cần 1 cổng OR.

Bước 2: Cách kết nối sơ đồ.

  • Cổng NOT: đầu vào là $A$, đầu ra là $\overline{A}$.
  • Cổng AND: hai đầu vào là $B$ và $C$, đầu ra là $BC$.
  • Cổng OR: đầu vào thứ nhất nối với đầu ra cổng NOT ($\overline{A}$), đầu vào thứ hai nối với đầu ra cổng AND ($BC$), đầu ra là $y$.

Vận dụng

Vận dụng trang 117

Đề bài: Cho sơ đồ của hàm logic $Y$ như Hình 21.19. Hãy xác định trạng thái lối ra của $Y$ theo các lối vào $A$, $B$, $C$ cho trong bảng.

Lời giải:

Bước 1: Phân tích sơ đồ Hình 21.19.

  • $A$ và $B$ đưa vào cổng AND (màu vàng) → đầu ra là $A \cdot B$.
  • $B$ (nhánh rẽ) và $C$ (qua cổng NOT) đưa vào cổng OR (màu xanh dương) → đầu ra là $B + \overline{C}$.
  • Đầu ra $A \cdot B$ đi qua cổng NOT → thành $\overline{A \cdot B}$.
  • Cuối cùng, $\overline{A \cdot B}$ và $(B + \overline{C})$ đưa vào cổng AND (màu xanh nhạt) để cho đầu ra $Y$.

Bước 2: Viết hàm logic.

$$Y = \overline{A \cdot B} \cdot (B + \overline{C})$$

Bước 3: Tính $Y$ cho các trường hợp trong bảng.

Trường hợp 1: $A = 0$, $B = 0$, $C = 0$

  • $A \cdot B = 0 \cdot 0 = 0$ → $\overline{A \cdot B} = 1$
  • $\overline{C} = \overline{0} = 1$ → $B + \overline{C} = 0 + 1 = 1$
  • $Y = 1 \cdot 1 = \mathbf{1}$

Trường hợp 2: $A = 1$, $B = 1$, $C = 1$

  • $A \cdot B = 1 \cdot 1 = 1$ → $\overline{A \cdot B} = 0$
  • $\overline{C} = \overline{1} = 0$ → $B + \overline{C} = 1 + 0 = 1$
  • $Y = 0 \cdot 1 = \mathbf{0}$

Bước 4: Điền vào bảng.

$A$ $B$ $C$ $Y$
0 0 0 1
1 1 1 0
ThS. Hồ Thị Thư

ThS. Hồ Thị Thư

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Công Nghệ THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Công nghệ, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Hoàng Hoa Thám